CC BY
33этому варианту является создание технологических линий для разделения золы на две группы фракций с различным содержанием углерода. Возможная технология отделения неуглеродистого углерода представлена в [3]. В мировой практике достаточно широко применяется технология отделения остаточного углерода от золы, разработанная компанией Separation Technologies [4].
Гранулирование является одним из эффективных способов улучшения потребительских свойств золошла-ковых материалов. Чаще используется в технологиях производства легких заполнителей для бетона. Гранулирование позволяет существенно упростить использование летучей золы в качестве заменителя натурального сырья. Это позволяет исключить применение дорогостоящих специальных технологий для выгрузки золы, транспортировки и производства различной товарной продукции в традиционных технологиях. Весьма важно, что гранулированная зола, по сути, сочетает в себе преимущества кусковых материалов и исходной золы, поскольку зольные гранулы, полученные без обжига, обычно легко измельчаются при совместном измельчении с другими компонентами.
Особенно эффективно гранулирование золы с высоким содержанием кальция из бурых углей Канско-Ачин-ского бассейна. Установлено, что такие золы хорошо гранулированы, выход гранул размером менее 5 мм составляет менее 5%, фракция размером 10 ... 20 мм находилась в диапазоне 77 ... 85%, и их точечная прочность составляла до 30 н / гранул. Наибольшую прочность имели гранулы из угольной летучей золы в котлах с сушкой на дно. При утилизации гранулированной золы на свалке сохраняются их потребительские свойства и значительно снижается вредное воздействие систем удаления золы и шлака тепловых электростанций на окружающую среду, исключая возможность накопления сухой золы с высоким содержанием кальция в увлажненном состоянии или другими способами, однако следует принимать во внимание, что потребительские свойства уложенного в порошок пепла хуже, чем у гранулированного. В любом случае, выбирая технологию обогащения золы, необходимо учитывать ряд следующих основных критериев:
• соответствие требованиям экологических сертификатов;
• стабильный фазовый и химический состав золы и шлака, влажность, устойчивость к слеживанию и замерзанию, а также отсутствие пыления;
• оптимальное содержание полезных компонентов, например, оксидов кальция в виде известковых или клинкерных минералов;
• совокупные условия, пригодные для дальнейшей обработки
На примере золы из энергетических углей рассмотрены возможные направления улучшения строительно-технических свойств золошлаковых материалов тепловых электростанций. Эффективность использования золошлаковых материалов зависит как от потребительских свойств, так и от направлений использования золошлаковых материалов в строительных материалах и изделиях.
Литература
1. РД 34.9.603-88. Методические указания по организации контроля состава и свойств
камы потребителями тепловых электростанций. Введ. 01.01.1989. М .: ВТИ, 1988.
2. Гольдштейн Л.Я., Штейерт Н.П. Использование топливных зол и шлаков при производстве цемента. Л .: Стройиздат, 1977. 152 с.
3. Долганов Е.А., Уфимцев В.М., Канусик Ю.П. Пневматическое кондиционирование зол теплоэнергетики. Комплексное использование минерального сырья, 1990. №12. С. 49-52.
4. Биттнер Д.Д., Газиоровски С.А., Левандовски В. Технология сепарации фирмы STI для выделения недожога из летучей золы. Межд. научи, практ. семинар «Зо-лошлаки тЭС: удаление, транспорт, переработка, складирование». М .: Издательский дом МЭИ, 2009. С. 80-86.
Improving the quality of ash and slag components used in the
concrete mix Svinarev V.S., Gorbunova E.S., Shulzhenko E.V.
Far Eastern Federal University
This article proposes a number of possible methods for improving the quality of construction and technical indicators of waste from the combustion of solid fuel energy sources, in particular, dry ash obtained at thermal power plants. The results of using various ash and slag dressing methods are also described in order to expand the list of possible areas of application for this raw material, as well as increase the use of secondary raw materials, in our case dry ash, in the specified areas of human activity. Also separately considered are options for using fly ash generated at a power plant in the construction industry and restrictions on its use are given. The world practice of using dry ash and other waste products of thermal power plants in the construction industry is also widely considered, and a comparison with Russian practice is given. Keywords: concrete mix, concrete stone strength, ash and slag binder, inert substitution, ecology, ash and slag processing
References
1. RD 34.9.603-88. Guidelines for the organization of control of
composition and properties Kama consumers of thermal power plants. Enter 01/01/1989. M .: VTI, 1988.
2. Goldstein L.Ya., Shteyert N.P. The use of fuel ashes and slag in
the production of cement. L.: Stroyizdat, 1977.152 s.
3. Dolganov EA, Ufimtsev VM, Kanusik Yu.P. Pneumatic conditioning of heat energy ashes. Complex use of mineral raw materials, 1990. No. 12. S. 49-52.
4. Bittner D. D., Gaziorowski S. A., Lewandowski V. Separation
technology of the company STI for the separation of underburning from fly ash. Int. teach practical Seminar "Ash and slag of TPPs: removal, transport, processing, storage". M.: Publishing House MPEI, 2009.P. 80-86.
X X О го А С.
X
го m
о
м о
to
Повышение качества асфальтобетонных смесей за счет использования отсевов дробления керамзита
о
см
О Ш
т
X
<
т о х
X
Солдатов Алексей Александрович,
канд. техн. наук, доцент кафедры строительства, ФГБОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», кафедра строительства, Инженерный институт, ФГАОУ ВО «СевероКавказский федеральный университет», soldatov85@mail.ru
Борисенко Юрий Григорьевич,
канд. техн. наук, доцент, профессор кафедры строительства, ФГБОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», кафедра строительства, Инженерный институт, ФГаОу ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», borisenko2005@yandex.ru
Яшин Сергей Олегович,
канд. техн. Наук, Доцент кафедры строительства, ФГБОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», кафедра строительства, Инженерный институт, ФГАОУ ВО «СевероКавказский федеральный университет» yaso26@yandex.ru
Максименко Александр Тимофеевич,
кандидат архитектуры, доцент, завкафедрой строительства, ФГБОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», кафедра строительства, Инженерный институт, ФГаОу ВО « Северо - Кавказский федеральный университет», atmx@mail.ru
Одной из наиболее острых проблем в дорожном строительстве является зачастую низкое качество применяемых строительных материалов. Асфальтобетон продолжает оставаться одним из основных материалов, используемых в покрытиях автодорог. В связи с увеличившейся в несколько раз за последние годы интенсивностью движения транспорта, недостаточно высоким качеством применяемых в составах асфальтобетонов заполнителей и вяжущих срок службы таких покрытий неуклонно сокращается. Одним из способов решения этой проблемы является улучшение качества асфальтобетонов путем более дифференцированного подбора зернового и минерального состава заполнителей асфальтобетонных смесей, в частности, основного структурирующего компонента - минерального порошка.
Перспективным направлением в развитии дорожно-строительных материалов, отвечающих вышеизложенным требованиям, является по нашему мнению, возможность применения асфальтобетонных смесей, с наполнителем, модифицированным отсевами дробления керамзита (фракции менее 0,071 мм, являющиеся отходами при получении дробленого керамзитового песка).
В статье представлен анализ влияния содержания отсевов дробления керамзита в качестве наполнителя асфальтобетонных смесей на их основные физико-механические показатели и оптимизация их составов.
Ключевые слова: минеральный порошок, асфальтобетон, отсевы дробления керамзита, битум, плотность, теплостойкость.
Наиболее распространенным материалом покрытий автомобильных дорог, тротуаров, мостов, мостовых переходов и др. является асфальтобетон, состав которого должен соответствовать конкретным региональным условиям строительства и эксплуатации. В ряде областей России отсутствует необходимый природный каменный материал, традиционный известняковый минеральный порошок для приготовления асфальтобетонных смесей. Вместо отсутствующих минеральных материалов организуют производство керамзита для различных строительных целей, обладающего повышенными показателями пористости, теплоизоляции, но пониженной плотностью и прочностью. Хорошая теплоизоляционная способность позволяет минимизировать затраты на предотвращение критических деформаций морозного пучения строящихся дорог, но при этом следует решать задачи по выбору вяжущего, зернового состава, водостойкости и других свойств, способствующих высокой работоспособности асфальтобетона в дорожном покрытии.
Согласно современным представлениям о влиянии минерального порошка на основные физико-механические и эксплуатационные свойства дорожных асфальтобетонов можно констатировать, что прочность микроструктуры асфальтобетона резко изменяется в зависимости от содержания минерального порошка и вязкости битума и максимальна при оптимальном его количестве. На прочностные характеристики асфальтобетонных смесей влияет прочность сцепления минерального порошка с битумом, зависящая от химического и минералогического состава порошка и свойств вяжущего. Величина сцепления битумной пленки с минеральным порошком также достаточно сильно влияет на долговечность битумоминерального материала.
При производстве керамзита образуется высокодисперсный пылеватый отход - керамзитовая пыль. С целью снижения температурных напряжений и повышения тре-щиностойкости битумно-минеральных композиций Борисенко О.А., Борисенко Ю.Г. были исследованы асфальтобетоны на плотном заполнителе с минеральным порошком на основе отходов керамзитового производства (керамзитовой пыли) [1-2]. Ярцевым В.П. и др. предложено использовать керамзитовую пыль в качестве наполнителя для повышения эксплуатационных показателей битумной мастики [3]. При промышленном получении керамзитового щебня и керамзитового песка в процессе дробления керамзитового гравия образуются в достаточно большом объеме (до 30-40 % от исходного объема керамзитового гравия) высокодисперсные пылеватые отсевы дробления керамзита. В работе [4] показано, что такие пылеватые отсевы достаточно эффективно могут применяться в составах наполнителей битумно-минеральных композиций на легком пористом минеральном заполнителе (керамзитовом песке). Исходя из опыта вышеуказанных исследова-
нии можно предположить, что применение отходов керамзитового производства в составе наполнителя (минерального порошка) позволит повысить ряд эксплуатационных характеристик и физико-механических показателей свойств горячих битумно-минеральных композиций на плотном заполнителе.
Исходя из опыта вышеуказанных исследований можно предположить, что применение отсева дробления керамзита в составе наполнителя (минерального порошка) позволит повысить ряд эксплуатационных характеристик и физико-механических показателей свойств горячих би-тумно-минеральных композиций на плотном заполнителе. На кафедре строительства Северо-Кавказского федерального университета (г. Ставрополь) были проведены исследования возможности использования отходов дробления керамзита в качестве наполнителя-минерального порошка в асфальтобетонных смесях. В лабораторных исследованиях был принят состав горячей битумоминеральные композиции с непрерывным зерновым составом асфальтобетон мелкозернистого типа Б, включающие щебень фракций 0,071-20 мм, активированный известняковый минеральный порошок (традиционно используется для производства асфальтобетона), отсевы дробления керамзита фракции менее 0,071 мм. Во время приведения испытаний использовали битум марки БНД 60/90, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 22245-90, содержание битума в смесях варьировалось от 5,0 % до 7,5 % (в соответствии с требованиями ГОСТ). Для определения физико-механических характеристик предложенных составов, согласно ГОСТ 12801-98, испытывались образцы асфальтобетонных смесей.
Для создания однородной структуры минеральной части асфальтобетонных смесей заполнители, песок и наполнители предварительно рассеивались, а затем в соответствии с их объемной долей из отдельных фракций для каждой партии смеси подбирались минеральные части.
Результаты исследований приведены в таблице 1. Таблица 1
№ Содержание Содержание Плот- Водона- Прочность при
смеси отсевов битума в ность, сыщение, сжатии, МПа
дробления смеси, % по р, кг/м3 Ш, % И50 И20 Ио
керамзита объему
5,0 2381 4,16 1,77 5,28 9,21
1 0 5,5 2400 3,5 2,1 5,49 9,54
6,0 2413 2,54 2,19 5,42 9,65
6,5 2420 1,71 1,54 4,67 9,0
5,5 2387 4,09 1,76 5,25 9,41
2 20 6,0 2396 2,76 2,15 5,29 9,52
6,5 2410 1,73 1,76 4,82 8,94
5,5 2345 4,74 1,83 5,16 8,86
3 40 6,0 2380 2,93 1,96 5,23 9,35
6,5 2393 1,72 1,91 4,96 9,06
6,0 2352 3,02 1,87 5,03 8,44
4 60 6,5 2384 1,84 2,08 5,25 8,83
7,0 2401 1,67 1,74 4,88 8,65
6,0 2360 3,12 1,78 5,03 7,92
5 80 6,5 2375 1,98 2,04 5,47 8,62
7,0 2398 1,37 1,91 5,19 8,53
7,5 2412 1,16 1,57 4,93 7,82
5,5 2311 6,33 1,61 4,76 7,11
6,0 2344 3,18 1,82 5,16 7,24
6 100 6,5 2368 2,08 2,1 5,67 7,66
7,0 2383 1,17 2,02 5,32 7,84
7,5 2394 0,96 1,64 5,03 7,53
На основании проведенных экспериментальных исследованиях установлено, что наилучшим значениям прочности и водонасыщения соответствуют следующие
значения содержания битума С (%) при содержании отсевов дробления керамзита Ск в наполнителе (% по объему) соответственно: состав № 1 - 6,0%, состав № 2 - 6,0 %, состав № 3 - 6,0 %, состав № 4 - 6,5 %, состав № 5 -6,5 %, состав № 6 - 6,5 %. Снижение количества битума в смеси ведет к ухудшению практически всех физико-механических свойств асфальтобетонных смесей. Увеличение же содержания битума за указанные пределы приводит к некоторой потере прочности И2о, Ио и теплостойкости И50.
Результаты лабораторных исследований (таблица 1) битумоминеральных композиций с модифицированным наполнителем показали, что с увеличением содержания отсевов дробления керамзита асфальтобетон соответствует требованиям ГОСТ 9128-2013 [5], а при оптимальном содержании битума в смеси не уступают асфальтобетонам на традиционных минеральных порошках.
Сравнивая асфальтобетоны с наполнителем на основе отсевов дробления керамзита с аналогичными асфальтобетонными смесями можно отметить, что расход битума в последних несколько ниже. Повышение биту-моемкости смесей, модифицированных отсевами дробления керамзита, обуславливается высокой пористостью и большей удельной поверхностью частиц этого наполнителя [6].
Результаты экспериментальных исследований выявлено, что с увеличением содержания отсевов дробления керамзита в наполнителе устойчиво снижается плотность битумоминеральных композиций и повышается водонасыщение W, что связано с высокой пористостью пылеватых отсевов дробления.
Теплостойкость предложенных составов, оцениваемая по прочности на сжатие при 50 0С максимальна при содержании отсевов дробления керамзита равном 40 % по объему. По достаточно высокой теплостойкости можно косвенно судить о повышенной сдвигоустойчиво-сти, это обусловлено более высокими шероховатостью и остроугольностью зерен дробленого наполнителя, сцеплением материала с вяжущим.
С другой стороны, если анализировать изменение такого показателя, как предел прочности при сжатии при 0°С установлено (таблица 1), что самой высокой прочностью обладают образцы асфальтобетона на известняковом наполнителе. Прочность при сжатии 0°С битумоминераль-ных смесей, модифицированных отсевами дробления керамзита в среднем на 20 % меньше, что свидетельствует о увеличении сопротивления дорожного покрытия образованию трещин при отрицательных температурах.
Заключение.
1 Из вышеизложенного следует, что асфальтобетон, модифицированный отсевами дробления керамзита соответствует требованиям предъявляемым к материалам для дорожного строительства.
2. Экспериментальными исследованиями выявлено закономерное снижение прочности при сжатии при 0 0С Ио с увеличением содержания отсевов дробления керамзита в наполнителе. Зависимости теплостойкости И5о и прочности при сжатии при 20 0С И2о от содержания отсевов дробления керамзита в наполнителе имеют экстремальные значения и с повышением Ск значения показателей теплостойкости и прочности понижаются.
Литература
1. Борисенко, Ю. Г. Использования керамзитовой пыли в составе легких асфальтобетонов [Текст] / Ю. Г.
X X
о
го А с.
X
го т
о
м о
Борисенко, О. А. Борисенко // Строительные материалы.
- 2007. - N 9. - С. 48 - 49
2. Солдатов А. А. Повышение сдвигоустойчивости и износостойкости дорожных покрытий при использовании высокодисперсных отсевов дробления керамзита в асфальтобетонных смесях [Текст]: дис. канд. техн. наук.
- Воронеж, 2011. - 162 с.
3. Грушо-Новицкая А.О., Ярцев В.П. Влияние дисперсности и ко-личества отходов керамзита на эксплуатационные характеристики битума Бн 90/10 // «Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова», Научно-технический журнал. Спецвыпуск: Материалы Международного конгресса «Современные техно-логии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» Часть I. - 2003 г. - № 5. - С. 28-31.
4. Борисенко Ю.Г., Борисенко О.А. Исследование возможности ис-пользования керамзитовой пыли в составе легких асфальтобетонов // Строи-тельные материалы. 2007. № 9. - С. 48-49.
5. ГОСТ 9128-2013 Смеси асфальтобетонные, поли-мерасфальтобетонные, асфальтобетон, полимерас-фальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия
6. Солдатов А. А. Использование высокодисперсных отходов промышленности в качестве минеральных порошков асфальтобетонов [Текст] / А.А. Солдатов, С.М. Солдатова, А.Ю. Борисенко // Аммосов - 2014: сборник материалов всероссийской научно-практической конференции, Якутск, Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова. - 2014. - С. 990-997.
Improving the quality of asphalt mixtures through the use of
screenings crushing expanded clay Soldatov A.A., Borisenko Yu.G., Yashin S.O., Maksimenko A.T.
North Caucasus Federal University
One of the most acute problems in road construction is often the poor quality of construction materials used. Asphalt concrete continues to be one of the main materials used in road coatings. In connection with the traffic intensity increased several times in recent years, the insufficiently high quality of aggregates and binders used in asphalt concrete compositions, the service life of such coatings is steadily decreasing. One way to solve this problem is to improve the quality of asphalt by a more differentiated selection of grain and mineral composition of aggregates of asphalt mixtures, in particular, the main structuring component-mineral powder.
A promising direction in the development of road-building materials that meet the above requirements is, in our opinion, the possibility of using asphalt concrete mixtures with filler modified by screenings of expanded clay crushing (fractions less than 0.071 mm, which are waste in the production of crushed expanded clay sand). The article presents the analysis of the influence of the content of screenings of expanded clay crushing as a filler of asphalt concrete mixtures on their basic physical and mechanical parameters and optimization of their compositions. Key words: mineral powder, asphalt concrete, screenings crushing
expanded clay, bitumen, density, heat resistance. References
1. Borisenko, Yu. G. The use of expanded clay dust in light asphalt
concrete [Text] / Yu. G. Borisenko, OA Borisenko // Building materials. - 2007. - N 9. - S. 48 - 49
2. Soldatov A. A. Improving the shear and wear resistance of road
surfaces when using finely dispersed screenings for crushed expanded clay in asphalt mixtures [Text]: dis. Cand. tech. sciences. - Voronezh, 2011 .-- 162 p.
3. Grusho-Novitskaya A.O., Yartsev V.P. The effect of dispersion
and amount of expanded clay waste on the operational characteristics of bitumen BN 90/10 // Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov ", Scientific and technical journal. Special Issue: Materials of the International Congress "Modern Technologies in the Industry of Building Materials and the Construction Industry" Part I. - 2003 - No. 5. - P. 28-31.
4. Borisenko Yu.G., Borisenko O.A. Investigation of the possibility
of using expanded clay dust as part of light asphalt concrete // Construction Materials. 2007. No. 9. - S. 48-49.
5. GOST 9128-2013 Asphalt mixtures, polymer-asphalt concrete,
asphalt concrete, polymer-asphalt concrete for roads and airfields. Technical conditions
6. Soldatov A. A. Use of fine industrial wastes as mineral powders
of asphalt concrete [Text] / A.A. Soldatov S.M. Soldatova, A.Yu. Borisenko // Ammosov - 2014: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference, Yakutsk, Northeast Federal University named after M.K. Ammosov. - 2014 .-- S. 990-997.
о
es
О Ш
m х
<
m о x
X
